大气污染及其防治课件

大气污染

及其防治一、大气圈及其结构

1.大气圈：

概念：在自然地理学上，把由于地心引力而随地球旋转的大气层叫作大气圈.厚度：大约有1×104km温度：随高度的变化用气温的变化率r=dT/dZ

表示

2.大气圈结构:

均质层分为:对流层、平流层和中间层

非均质层中又分:暖层（电离层）和散逸层（外层）

大气圈的结构

2.平流层：平流层位于对流层之上，平流层下部的气温几乎不随高度而变化，为一等温层。该等温层的上界大约距地面为

20~4Okm。平流层的上部气温随高度上升而增高。这是因为在平流层的上部存在一厚度约为

20公里的臭氧层。该臭氧层能强烈吸收

200~30Onm的太阳紫外线，致使平流层上部的气层明显地增温。在平流层中，很少发现大气上下的对流，一般多是处于平流流动，极少出现云、雨、风暴天气。大气透明度好，气流也稳定。进入平流层中的污染物，停留时间可达数十年之久。氮氧化物、氯化氢以及氟利昂有机制冷剂等能与臭氧层中的臭氧发生光化学反应，致使臭氧浓度降低，严重时臭氧层还可能出现“空洞”。地球表面上的紫外线将增强，从而导致地球上更多的人患有皮肤癌，地球上的生态系统也会受到极大的威胁。3.中间层中间层位于平流层顶之上，层顶高度大约为

80~85km，在这一层里有强烈的垂直对流运动，气温随高度增加而下降，中间层顶温度可降至

-83~-1130C。4.暖层暖层位于中间层的上部，暖层的上界距地球表面有

800多公里该层的下部基本上是由分子氮所组成，而上部是由原子氧所组成。原子氧可吸收太阳辐射出的紫外光，因而，暖层中气体的温度是随高度增加而迅速上升的。由于太阳光和宇宙射线的作用，使得暖层中的气体分子大量被电离，所以暖层又称为电离层。二、大气组成：

其组成可认为是由恒定、可变和不定三种类型组分所组成的恒定组分---系指大气中含有的

N、0、Ar

及微量的

Ne、He、Kr、Xe

等稀有气体

可变组分---主要是指大气中的

C02

和水蒸气等

不定组分---主要是尘埃、硫、硫化氢、硫氧化物、碳氧化物及恶臭气体等三、大气环境质量保证的重要性：洁净的大气对生命来说是至关重要：

一个成年人每天呼吸大约两万次，吸入的空气量大约为

10~15m3,约为每天吃人食物重量的

10倍。生命的新陈代谢一时一刻也离不开空气，人5周不吃饭

,5天不饮水，尚能生存，而

5分钟不呼吸就会死亡。

污染的大气对动植物的生长和生存造成危害，严重时还会造成死亡：

在受污染的大气中，常含有CO、SO2、N0x

、H2S、NH3

、Cl2

、HCl和碳氢化合物（如,CH4

、C1OH16

等）、过氧乙酷硝酸脂(PAN)以及多种的无机或有机物气体等。悬浮于大气中的污染物,不仅对太阳-地球间热量收支平衡有影响,造成局部或全球气候和气象的不正常,而且能直接对动植物的生长和生存造成危害,污染严重时还会造成死亡。四、大气污染的涵义

自然界中局部的质能转换和人类所从事总类繁多的生活、生产活动，向大气排放出各种污染物，当污染物超过环境所能允许的极限（环境容量）时，大气质量发生恶化，对人们的生活、工作、健康、精神状态、设备财产以及生态环境等遭受到恶劣影响和破坏，此类现象称为大气污染

污染物名称取值时间浓

度

限

值浓度单位一级标准二级标准三级标准S02年平均日平均1小时平均0.020.050.150.060.150.500.l00.250.70mg/m3(标准状态)TSP年平均日平均0.080.120.200.300.300.50PM10年平均日平均0.040.050.100.150.150.25NOx年平均日平均1小时平均0.050.lO0.150.050.100.150.100.150.30mg/m3(标准状态〉N02年平均日平均1小时平均0.040.080.120.040.080.120.080.120.24CO日平均1小时平均4.0010.004.0010.006.0020.00031小时平均0.120.160.20Pb季平均年平均1.501.00μg/m3(标准状态)苯并[a]芘BaP日平均0.01氟化物(以F计)日平均1小时平均7①20①月平均植物生长季平均1.8②1.2②3.0③2.0③μg/(m2·d)

各

项

污

染

物

的

浓

度

限

值注：①适用于城市地区;②适用于牧业区和以牧业为主的半农半牧区，蚕桑区;③适用于农业和林业区

大气污染源及主要污染物的发生机制

一、大气污染源二、主要大气污染物及其发生机制一、大气污染源：由自然灾害和人类活动所造成的,一般所说的大气污染问题多是人为因素所引起的

污染物发生的类型:

1.生活污染源

2.工业污染源3.交通污染源

4.农业污染源某些污染物的发生源及其相关的行业物质名称化学式或符号发生源及其相关行业二氧化硫SO2含硫燃料及含硫物质燃烧,硫酸、冶金、造纸等工业三氧化硫S03含硫燃料及含硫物质燃烧,硫酸、有机化工工业硫化氢HS石油炼制,煤气工业,合成氨工业,纸浆生产硫酸H2S04硫酸生产,肥料工业,无机化工二硫化碳CS2二硫化碳生产,溶剂、植物熏蒸一氧化氮NO燃料及其他物质高温燃烧,硝酸工业,染料工业二氧化氮N02燃料及其他物质高温燃烧,硝酸工业,纸浆生产,甘油硝化,金属腐蚀和清洗一氧化二氮N20主要来自夭然源(土壤硝酸盐N05经细菌脱氮作用)、燃料燃烧和化肥的施用氨NH3主要来自动物废弃物、土攘腐殖质的氨化、土壤氨基肥料的分解、细菌将废弃物中的有机物分解、燃料燃烧、合成氨工业

物质名称化学式或符号

发

生

源

及

其

相

关

行

业

一氧化碳CO城市大气中一氧化碳主要来源是燃料燃烧,一氧化碳天然来源有甲烧的转化、

海水中一氧化碳的释放、植物排放、短类氧化生成的一氧化碳及植物叶绿素光解

二氧化碳C02天然源有甲烧转化、海洋脱气、动植物呼气、矿物燃料燃烧

甲烧CH4主要来源是厌氧细菌发酵、发生在沼泽、泥搪、湿冻土带、水稻田底部、牲畜

反鱼、原油和煤气储罐或管线泄漏

非甲烷烃NMHC自然界植物排放的非甲饶有机物(烧、烯短及EE、醇类),汽油燃烧、焚烧炉的排放,有机溶剂的使用,石油工业,交通运输业

氯化氢HCl盐酸工业,烧碱工业,塑料处理、金属表面清洗

氯Cl2盐酸工业,液氯的生产,氯碱工业,漂白粉生产

氟化氢HF化肥生产,窑业,炼铝工业,炼钢业,玻璃工业,火箭燃料生产厂

甲基氯CH3Cl主要来自海洋释放

物质名称化学式或符号发生源及其相关行业

甲基溴CH3Br主要来自海洋释放

甲基腆CH3I主要来自海洋释放三氯甲烷CHCl3有机化学试THj生产和使用氯乙烷C2H3Cl3有机化学试剂生产和使用四氯化碳CCl4有机化学试剂生产和使用氯乙烯C2H3Cl有机化学试剂生产和使用四氟化硅SiF4化肥生产光气COCl2印染工业,有机合成氰化氢HCN氢氨酸生产,炼铁,煤气工业,化学工业,电镀业三氯化磷PCl3医药生产,二氯化磷生产五氯化磷PCI5三氯化磷,氧氯化磷生产地球上全年S02

的发生量单位:106t发生源发生量煤燃烧石油燃烧石油炼制有色金属冶炼从工厂发生的硫氧化物6225.53.710.71.9人为污染源排放的二氧化硫总量103.8从海洋发生的S02(其中H2S折算成S02)从陆地上发生的S02(其中H2S折算成S02)从海盐粒子形成的S02（S042-

折算成S02）火山活动发生的SO2(将其中H2S折算成S02)5048445天然污染源排放的二氧化硫总量147S02—和氮氧化物一样都是形成酸雨或酸沉降的主要前提物现在

,世界酸雨区主要集中于欧洲、北美和中国三个地区。

20世纪

80年代初

,中国酸雨只出现在西南燃高硫煤少数城市地区。1983

年酸雨严重区域是以重庆为中心的四川省;以贵阳为中心的贵州省;以南昌为中心的江西省,形成了西南、中南两个明显的酸雨区。而到

1985年

,我国已形成四个明显酸雨污染区

,

一是西南地区,

二是湘赣浙地区,

三是厦门、福州沿海的东南地区,

四是青岛地区。此外还发现石家庄、太原地区也在日益酸化。2.氮氧化物来源NOx类很多,它是NO、N20、NO2、N203、N204、N205

等的总称

由燃烧过程生成的

N02

有两类:一类是在高温燃烧时，助燃空气的风和

02

发生反应而生成的

NO2

另一类是燃料中的吡啶(C5H5N)哌啶(C5H11N)等含氮化合物，经高温分解成N2

和

O2

后再反应生成的

N02,

N2

十O2＝2

NO2NO+02=2N02

3.

一氧化碳来源C

+1/202→CO

C

+

C02→2CO

烷烃

OH自由基氧化形成的CO

海水中

CO的释放

植物叶绿素光分解产生的CO汽车尾气排放的

CO4.碳氢化合物来源大气中的碳氢化合物

(HC)

通常是指

C1-C8

可挥发的所有碳氢化合物，属于有机烃类

大气中主要污染物对人体的影晌

一、颗粒污染物对人体健康的影响二、二氧化硫对人体健康的影响三、氮氧化物对人体健康的影响四、光化学氧化剂对人体健康的影响五、一氧化碳对人体健康的影响六、碳氢化合物对人体健康的影响七、其他有害物质对人体健康的影响

一、颗粒污染物对人体健康的影响大于10μm的粒子--沉降；小于10μm颗粒物--称作飘尘。飘尘中0.01-0.1μm的粒径数目最多

对人体健康危害最大的是10μm以下悬浮的颗粒物一一飘尘。飘尘经过呼吸道沉积于肺泡

沉积在肺部的污染物如被搭解，就会直接侵人血液，造成血液中毒

工业粉尘及其可能引起的疾病粉尘的种类可引起的疾病燃烧排放的烟尘佝偻病氧化铅、络化合、氟化合物中毒性疾病铝、铁、锌尘金属热症植物尘枯草热症羽毛、毛发哮喘症无机和有机物粉尘慢性支气管炎悬浮硅石粉矽肺炭粉炭肺铁粉铁肺铝粉铝肺香烟尘香烟尘肺粉尘的种类可引起的疾病焦油镭放射性矿物粉尘肺癌石英石粉、铬化合物尘

肺癌氧化铁粉尘

肺癌元机和有机物粉尘流行性病、白喉、结核病氟及氟化物尘氟黑皮肤病及皮肤癌镍尘镍镰湿彦可可、焦油皮肤癌二、二氧化硫对人体健康的影晌

S02

是无色具有恶臭剌激性气体，对鼻腔和呼吸道粘膜产生剌激，如果吸人浓度超过10mL/m3,人们不仅有强剌激感，而且还会发生鼻腔出血、呼吸受阻等现象。

S02

还可增强致癌物苯并(a)芘的致癌作用

三、氮氧化物对人体健康的影晌

NO2

主要是指

NO和N02.它对人的生理影响还不十分清楚。如果动物与高浓度

NO相接触，可出现中枢神经病变。

NO与血红蛋白(Hb)亲和力强，比CO大几百倍。对动物作高浓度

NO试验，证实有变性血红素〔

Met.Hb〕和一氧化氮血红蛋白(NOHb)生成。使动物血压降低、血管扩张、血液中生成变性血红素，以及对神经系统有一定的麻醉作用等

NO2

对人体的影响还与其他污染物的存在有关。N02

的浮游微粒最容易侵人肺部，沉积率很高，可导致呼吸道及肺部病变，出现气管炎、肺气肿及肺癌等症。

空气中NO2

浓度对人体的影晌N02浓度/mL-m3作用时间/h人体所产生的症状0.12有嗅觉1.6-2.O15(min)慢性支气管炎患者呼吸困难52从事间歇运动的健康人出现呼吸阻力增大、动脉血液中氧气分压降低13眼和鼻有刺激感,胸部不适25-751胸部绞痛300-500发生支气管炎及肺水肿死亡四、光化学氧化剂对人体健康的影晌

光化学氧化剂对人体的影响类似NOx，但比

NOz

的影响更强。光化学氧化剂有臭氧和过氧乙酰基硝酸醋等多种物质，臭氧是其中主要氧化剂之一。与浓度为1mL/m3

臭氧接触

1h

能使肺细胞蛋白质发生变化

;接触

4h,在

24h后出现肺水肿

;臭氧可直接侵人呼吸道深处；使眼睛产生剌激感；使哮喘病患者发作频率增加;使患慢性呼吸器官疾病患者病情恶化。五、一氧化碳对人体健康的影晌

CO是无色、无嗅的气体。由呼吸道吸入的

CO容易与血红蛋白(Hb)相结合生成碳氧血红蛋白(COHb)。碳氧血红蛋白阻碍血红蛋白向体内供氧当人与浓度大于

1200mL/m3

的CO接触时，可使神经麻痹，发生生命危险。

六、碳氢化合物对人体健康的影晌

碳氢化合物--以碳元素(C)和氢元素(H)形成的化合物总称它与氮氧化物一样同是形成光化学烟雾的主要物质

光化学反应产生的衍生物丙烯醛、甲醛等都对眼睛有剌激作用。多环芳短中有不少是致癌物质，如苯并(a)芘就是公认的强致癌物

七、其他有害物质对人体健康的影响

铬及铬化物--铬及铬化物侵人人体，可蓄积于肝脏、肾脏和肠粘膜上。铬污染的积累性中毒可引起疼痛病铅及铅化物--铅进入人体后，大部分蓄积于骨髓中。但是由含铅汽油中所产生的四乙基铅进入人体后，多蓄积于肝脏和肾脏。无机铅中毒可使四肢肌肉麻木面色苍白。有机铅中毒能引起严重的神经狂或神经错乱等病症。氟及氟化物--氟及氟化氢对眼睛及呼吸道有强烈的剌激作用。吸入高浓度的氟及氟化氢气体时，可引起肺水肿和支气管炎

氯及氯化氢--氯是有毒的气体，其浓度在5~lOmL/旷时对人的上呼吸道发生剌激作用;在50－100mL/m3

时可引起肺水肿

大气污染的防治主要气体污染物的治理技术

大气污染综合防治技术

主要气体污染物的治理技术(一)从排烟中去除

S02

的技术

(二)从排烟中去除NOX

的技术

(三)氟化物的治理

(一)从排烟中去除

S02

的技术1.湿法排烟脱硫

(1)氨法：

2NH3·H20十S02

→(NH4)2SO3+

H20(NH4)2S03

十

S02

十

H2O→2NH4HS03

采用不同方法处理中间产物，可回收硫酸铵、石膏和单体硫等副产物。

(2)钠法：2NaOH+SO2

→Na2S03+H2ONa2C03

十SO2

→

Na2S03

+

CO2Na2S03

十S02

+

H20

→

2NaHS03